Общие сведения

Агрегация каналов (Link Aggregation) подразумевает параллельное использование нескольких физических каналов в качестве одного логического для увеличения общей пропускной способности и надежности системы передачи данных. Общая пропускная способность логического канала суммируется из возможностей всех участвующих физических каналов, а в случае, отказа одного из них, система продолжает функционировать, используя оставшиеся рабочие каналы.

LACP

Link Aggregation Control Protocol (LACP) — сигнальный протокол, предназначенный для объединения нескольких физических каналов в один логический в сетях Ethernet. Использование LACP позволяет обнаружить повреждённый канал, который бы при использовании обычной статической агрегации обнаружен бы не был. LACP описан в стандарте IEEE 802.3ad, который сейчас заменён новым стандартом IEEE 802.1AX. Служебные сообщения LACP инкапсулируются прямо в кадры Ethernet, LACP не использует IP. Служебные сообщения отправляются на multicast MAC-адрес 01-80-c2-00-00-02.

На устройствах InfiNet Wireless реализована полная поддержка стандарта агрегации каналов IEEE 802.3ad. Более того, имеется специальное проприетарное расширение режима работы LACP, повышающее эффективность функционирования по сравнению со стандартным режимом. В этом режиме увеличивается скорость ответа на изменения линков, оптимизируется общая производительность системы и предоставляются более точные статистические данные

Балансировка нагрузки

Агрегированный канал состоит из нескольких физических интерфейсов. Оборудованию необходимо каким-либо образом определить в какой из интерфейсов отправить каждый полученный пакет. Желательно отправлять все пакеты из одного потока данных в один и тот же физический порт, чтобы пакеты пришли к получателю в том же порядке. Например: в протоколе TCP неправильный порядок пакетов может быть обработан, как потеря пакетов; в VoIP, на вышестоящем оборудовании может не быть возможности буферизовать пакеты надолго, чтобы упорядочить их - в результате возрастет задержка и джиттер, что может привести к искажениям.

Балансировка трафика в EtherChannel не всегда может быть равномерной, и это может создавать проблемы.

  1. Коммутатор вычисляет хэш от некоторых полей заголовка пакета, в зависимости от метода балансировки
    Методы балансировки:

    • По MAC-адресу отправителя или MAC-адресу получателя или учитывая оба адреса;
    • По IP-адресу отправителя или IP-адресу получателя или учитывая оба адреса;
    • По номеру порта UDP/TCP отправителя или номеру порта UDP/TCP получателя или учитывая оба порта;

    • По другим критерям, которые определяет производитель оборудования. Например, MPLS заголовок, Vlan ID и т.д.

    Оборудование Infinet поддерживает мощную хэш-функцию, которая представляет собой комбинацию MAC-адресов отправителя и получателя, тега VLAN, IP-адресов отправителя и получателя, портов UDP и TCP

  2. Если для балансировки нагрузки учитываются поля и отправителя, и получателя (это может быть и MAC, и IP, и порт TCP/UDP), то вычисляется XOR от их хэшей

  3. В зависимости от количества физических портов в LAG берётся несколько последних бит хэша (или результата XOR)

  4. По получившемуся значению из нескольких бит определяется порт, в который нужно отправить пакет. Причём может быть, что одному порту LAG соответствует несколько хэшей, и разным портам соответствует разное количество хэшей. Например, при максимум 8 портах и 5 портах в LAG распределение хэшей между портами будет: 2:2:2:1:1.

  5. Пакет отправляется в соответствующий хэшу порт.

Агрегация радиолинков

С помощью оборудования Infinet возможно объединить несколько радиоканалов для увеличения суммарной пропускной способности. Более того, можно реализовать полноценный Full Duplex, не смотря на использование TDMA.

Резервирование

Оборудование Infinet поддерживает полноценные схемы резервирования 1+1. Горячий резерв обеспечивается дублированием передающих и принимающих элементов. Возможны схемы с использованием как одного диапазона частот, так и нескольких.

R5000

Конфигурации из сценариев ниже являются примерами, которые демонстрируют потенциальные возможности оборудования Infinet. Конфигурации могут изменяться в зависимости от модели и версии прошивки, поэтому не рекомендуем полностью копировать данные решения на дествующее оборудование.

Настройка LAG по протоколу LACP

В устройствах Infinet с портами 100 Мбит/с максимальная пропускная способность одного отдельного порта ограничена стандартом 100Base-TX. Пропускная способность радиомодуля в зависимости от MCS и ширины канала может быть выше. Для устройств линейки R5000 Lite максимальная достижимая пропускная способность достигает до 180 Мбит/с двунаправленного агрегированного потока. В случае подключения к устройству только через один 100Base-TX порт, утилизировать радиоканал на полную мощность в одном направлении не выйдет. Однако, с помощью Link Aggregation можно объеденить порты устройства в один логический канал, что позволит более оптимально загрузить полосу, доступную через радиоканал в одном направлении.

Данный сценарий настройки возможно применять не только в топологиях точка-точка. Например, можно использовать Link Aggregation только с одной стороны, для увеличения пропускной способности Базовой станции.



Настройка с помощью графического интерфейса

  1. Для того, чтобы настроить Link Aggregation на устройстве Infinet, нужно создать LAG интерфейс
  2. Добавить в него порты, которые планируется агрегировать

  3. Выбрать режим LACP (обычный Standard или проприетарный Fast). В режиме “Standard” LACP функционирует в соответствии со стандартом IEEE 802.3ad. В режиме “Fast” используются дополнительные надстройки, позволяющие существенно ускорить реакцию LACP на изменение условий среды, оптимизировать системы агрегации и получать более точную статистику

    Режим "Fast" является проприетарным расширением протокола LACP. Совместимость данного режима гарантируется только с устройствами, поддерживающими MINT протокол.



  4. В случае необходимости можно сконфигурировать IP-адрес на LAG-интерфейсе или SVI для управления
  5. Сконфигируровать группу коммутации

Настройка с помощью командной строки

lag N [command] [(port|-port) (IFNAME | IFNAME...)]
КомандаЗначение

lag N port (IFNAME | IFNAME...)]

Создать логический интерфейс с именем “lagN” и включить в него порты, которые будут использованы для агрегации.

lag N status

Статус интерфейса “lagN”. Позволяет посмотреть значение “aggregation id”, загрузку на каждом родительском интерфейсе, режим агрегации.

lag N migrate

lag N -migrate

Позволить или запретить миграцию

потоков данных

между доступными родительскими интерфейсами, в том случае, если родительский интерфейс, обслуживающий данный поток перегружен больше чем другой. По умолчанию миграция разрешена.

lag N balance

lag N -balance

Позволить или запретить распределение

потоков данных

между доступными родительскими интерфейсами, в зависимости от их загруженности. По умолчанию балансировка разрешена.

lag N mode

Выбрать режим LACP (обычный Standard или проприетарный Fast). В режиме “Standard” LACP функционирует в соответствии со стандартом IEEE 802.3ad. В режиме “Fast” используются дополнительные надстройки, позволяющие существенно ускорить реакцию LACP на изменение условий среды, оптимизировать системы агрегации и получать более точную статистику.

Режим "Fast" является проприетарным расширением протокола LACP. Совместимость данного режима гарантируется только с устройствами, поддерживающими MINT протокол.

lag N clear

Удалить интерфейс "lagN" из конфигурации устройства.

lag N loadm

Показать статистику по загрузке по каждому родительскому интерфейсу в реальном времени

Пример конфигурации

Базовый вариант конфигурации Link Aggregation. Настройка через графический интерфейс описана выше. Настройки одинаковы не зависимо от роли устройства.

Настройка через командную строку:

Резервирование радиолинка с использованием той же частоты или резервирование канала связи, построенного на другой технологии (Failover)

Описание

Оборудование Infinet серии R5000 обладает функционалом резервирования каналов связи. С помощью опции Failover можно организовать горячий резерв для любого канал связи, организованного как по проводной, так и по беспроводной технологии. При этом тип оборудования основного канала не важен. Единственное условие - связность на 2 уровне между устройствами Infinet через оба канала связи.

Принцип работы крайне прост. Устройство Infinet, на котором настроена опция Failover, проверяет доступность определенного MAC адреса через основной канал. Если этот MAC адрес доступен, то работа резервного канала блокируется. Для этого на резервном ведущем устройстве радиомодуль перестает вещать, а резервное ведомое устройство без сигналов от ведущего только слушает эфир. Таким образом резервный канал может работать на одной и той же частоте что и основной, но при этом не оказывать ни какого влияния на него. Как только контролируемый MAC адрес пропадет в основном канале, то резервный канал будет разблокирован и трафик начнет передаваться по нему. Процесс полностью автоматический. Однако, переход на резервный канал связи связан с кратковременным простоем. Трафик вернется в автоматическом режиме на основной канал связи сразу же, как только контролируемый MAC-адрес появится в основном канале связи.

Если в качестве основного канала используется оборудование из серии R5000, то это дает дополнительные преимущества. В таком случае, оба радиолинка можно настроить с применением опции Failover. Для обоих каналов связи будет автоматически оценено качество установившегося соединения. Соединение с наихудшими показателями автоматически станет резервным каналом. Параметрами выбора канала можно управлять вручную.

Можно так же установить два устройства Infinet с подключением к одной антенне или использовать одну радиочастоту.



1) Manual choice of "MAC"


2) Automatic choice of "MAC"

mint IFNAME [-]failover {MAC|auto}
КомандаОписание
mint IFNAME failover MAC
Включить Failover и контролириовать доступность "MAC"
mint IFNAME failover auto
Включить Failover и контролириовать доступность "MAC". "MAC" выбирается в автоматическом режиме
mint IFNAME [-]failover
Выключить Failover
Пример конфигурации

Управление устройствами организовано в выделенном vlan 100 в группе коммутации 100. Траспорт пользовательского трафика организован в группе коммутации 1.


Протокол STP может быть причиной некорретной работы опции Failover, поэтому он должен быть выключен. Опция Failover во время старта вызывает кратковременное образование петли в одном широковещательном домене.


Резервирование радиолинка без использования коммутатора

Описание

В некоторых случаях возможность выделить больее одного порта для подключения к устройству Infinet отсутствует, но необходимость в резервировании есть. Благодаря наличию нескольких портов на самих устройствах Infinet, резервирование радиолинка можно организовать только на наших устройствах. При данном сценарии не требуется какая-то особая настройка.

Пример конфигурации

Управление устройствами организовано в выделенном vlan 100 в группе коммутации 100. Траспорт пользовательского трафика организован в группе коммутации 1.

Резервирование радиолинка без агрегации каналов (без использования коммутаторов Infimux)

Описание

С помощью объединения двух радиоканалов в один MINT-домен легко можно полностью зарезервировать соединение. В таком случае, путь прохождения трафика будет автоматически выбираться на основе качества каждого радилинка.

Пример конфигурации

Управление устройствами организовано в выделенном vlan 100 в группе коммутации 100. Траспорт пользовательского трафика организован в группе  коммутации 1.

Резервирование радиолинка с агрегацией каналов (без использования коммутаторов Infimux)

Описание

С помощью объединения двух радиоканалов в один MINT-домен легко можно полностью зарезервировать соединение. Если настроить агрегацию каналов, то можно увеличить максимальную пропускную способность всего радиолинка.

Пример конфигурации

Управление устройствами организовано в выделенном vlan 100 в группе коммутации 100. Траспорт пользовательского трафика организован в группах коммутации 1 и 2.

Резервирование радиолинка (с использованием коммутаторов Infimux)

Описание

С помощью агрегации двух радиоканалов легко можно увеличить максимальную пропускную способность всего радиолинка. Благодаря коммутаторам Infimux можно агрегировать радиолинки в единый канал, в котором в режиме реального времени будет оцениваться пропускная способность каждого из линков. Распределение трафика будет происходит динамически на основе текущих характерстик каждого из линков.

Пример конфигурации

Управление устройствами организовано в выделенном vlan 100 в группе коммутации 100. Траспорт пользовательского трафика между коммутаторами InfiMux организован в группе коммутации 1.

Full Duplex режим

Описание

В связи с особенностями технологии доступа к среде, передача радиосигнала возможна только в одном направлении в один момент времени. Другими словами радиолинк работает в режиме Half Duplex. Однако, благодаря технологии MINT можно организовать полноценный Full Duplex канал связи. При этом обеспечивается резервирование канала. В случае выхода из строя одного из линков канал продолжит работу в режиме Half Duplex.

Пример конфигурации

Управление устройствами организовано в выделенном vlan 100 в группе коммутации 100. Траспорт пользовательского трафика организован в группе коммутации 1.

XG

На текущий момент удачного решения без минусов нет. Подробности в кейсе .

Конфигурации из сценариев ниже являются примерами, которые демонстрируют потенциальные возможности оборудования Infinet. Конфигурации могут изменяться в зависимости от модели и версии прошивки, поэтому не рекомендуем полностью копировать данные решения на дествующее оборудование.

Резервирование радиолинка с использованием на XG с помощью коммутаторов Infimux или устройств из серии R5000 (Failover)

Описание

Оборудование Infinet серии R5000 обладает функционалом резервирования каналов связи. С помощью опции Failover можно организовать горячий резерв для любого канал связи, организованного как по проводной, так и по беспроводной технологии. При этом тип оборудования основного канала не важен. Единственное условие - связность на 2 уровне между устройствами Infinet через оба канала связи.

Принцип работы крайне прост. Устройство Infinet, на котором настроена опция Failover, проверяет доступность определенного MAC адреса через основной канал. Если этот MAC адрес доступен, то работа резервного канала блокируется. Для этого на резервном ведущем устройстве радиомодуль перестает вещать, а резервное ведомое устройство без сигналов от ведущего только слушает эфир. Таким образом резервный канал может работать на одной и той же частоте что и основной, но при этом не оказывать ни какого влияния на него. Как только контролируемый MAC адрес пропадет в основном канале, то резервный канал будет разблокирован и трафик начнет передаваться по нему. Процесс полностью автоматический. Однако, переход на резервный канал связи связан с кратковременным простоем. Трафик вернется в автоматическом режиме на основной канал связи сразу же, как только контролируемый MAC-адрес появится в основном канале связи.

Таким образом можно резервировать устройства серии XG с помощью коммутаторов Infimux или устройствами из серии R5000.

Пример конфигурации


Протокол STP может быть причиной некорретной работы опции Failover, поэтому он должен быть выключен. Опция Failover во время старта вызывает кратковременное образование петли в одном широковещательном домене.

Резервирование радиолинка на основе STP

Описание

Оборудование Infinet серии XG, к сожалению, не обладает программным функционалом резервирования каналов связи. Однако, с помощью использования сторонних устройств на основе общедоступных технологий можно создать два канала связи, которые полностью будут соответствовать понятию горячий резерв.

Самой простой схемой будет являться организация двух связанных на 2 уровне каналов связи. Для исключения колец на крайних устройствах необходимо включение протокола STP, который блокирует образование петель. В этом случае трафик будет передаваться по одному из каналов, но при его обрыве перейдет на соседний.

К сожалению, в таком случае использование одной частоты для двух пар устройств не желательно.

Пример конфигурации

Резервирование радиолинка на основе LACP

Описание

Оборудование Infinet серии XG не обладает программным функционалом резервирования каналов связи. Однако, с помощью использования сторонних устройств на основе общедоступных технологий можно создать два канала связи, которые полностью будут соответствовать понятию горячий резерв, а так же, благодаря протоколу LACP, могут участовать в передаче данных.

В таком случае, настройка будет довольно-таки проста. На коммутаторах организуется агрегация каналов по протоколу LACP. Это могут быть как сторонние коммутаторы, так и коммутаторы Infimux. Трафик будет балансироваться между обоими каналами связи, увеличивая их общую пропускную способность, а при обрыве одного из них полностью перейдет на оставшийся канал.

К сожалению, в таком случае использование одной частоты для двух пар устройств не желательно.

Пример конфигурации

Резервирование радиолинка на основе OSPF

Описание

Оборудование Infinet серии XG не обладает программным функционалом резервирования каналов связи. Однако, с помощью использования сторонних устройств на основе общедоступных технологий можно создать два канала связи, которые полностью будут соответствовать понятию горячий резерв, а так же, благодаря протоколу OSPF, могут участовать в передаче данных.

В таком случае, настройка будет довольно-таки проста. На маршрутизаторах организуется два непосредственно соединенных канала по протоколу OSPF. В случае, если используется ECMP OSPF, то трафик будет балансироваться между обоими каналами связи, увеличивая их общую пропускную способность, а при обрыве одного из них полностью перейдет на оставшийся канал. Изменяя стоимость каждого из линков можно легко отправить трафик в одном направлении.

К сожалению, в таком случае использование одной частоты для двух пар устройств не желательно.

Пример конфигурации

Дополнительное оборудование

В некоторых случаях требуется использование дополнительного оборудования для увеличения дальности проводных соединений или исключения лишних устройств из схемы связи.

Список рекомендованного оборудования и задачи, которые можно решить с помощью предлагаемых устройств:

УстройствоОписаниеПример
Коммутатор с Passive POEПозволяют подключать устройства линейки R5000 Lite без использования POE-инжекторов
Коммутатор с 802.3atПозволяют подключать устройства линейки R5000 Pro без использования POE-инжекторов
Удлинители POEПозволяют преодолеть ограничение в 100 метров на подключение устройствPowertone PEXT-WT, Powertone PEXT 1/4
Конвертеры POEПозволяют конвертировать Passive POE в 802.3at или наоборот